Потенциала защищаемой

между отрезками падения потенциала вследствие анодной Д?а и катодной Д?„ поляризации.

ЛБ — прямая анодной поляризации; В? — прямая катодной поляризации; ЛД — падение потенциала вследствие анодной поляризации; ДЕ — омическое падение потенциала; ЕВ — падение потенциала вследствие катодной поляризации; ОЖ — прямая омического падения потенциала; ВИ — суммарная поляризационная прямая, учитывающая омическое падение потенциала и катодную' поляризацию

Аустенитные нержавеющие стали, содержащие более 45 % Ni, стойки к КРН в кипящем растворе MgCl2, а также, по-видимому, и в других хлоридных растворах (рис. 18.8) [61 ]. Эделеану и Сноуден отметили [48], что нержавеющие стали с высоким содержанием никеля более устойчивы к растрескиванию в щелочах. Увеличение содержания никеля в аустенитных нержавеющих сталях приводит к сдвигу в положительную сторону критического потенциала КРН в растворе MgCl2> причем этот сдвиг значительнее сдвига соответствующего коррозионного потенциала. Вследствие этого повышается стойкость сплава [62]. Когда содержание никеля в сплаве достигает и превышает 45 %, его стойкость к КРН перестает зависеть от окислительно-восстановительного потенциала среды, а более важную роль начинают играть факторы, определяемые не средой, а структурой сплава, такие как вредное влияние дислокаций или уменьшение растворимости азота внедрения.

Возможность практического использования полученного соотношения для определения деформационного изменения тока коррозии обосновывается так же," как и в известном методе снятия реальных поляризационных кривых для определения скорости коррозии металла на основе кинетической теории коррозии: идеальные поляризационные кривые, определяющие стационарный потенциал и ток коррозии, рассматриваются как продолжение тафелевских участков реальных поляризационных кривых. Это, очевидно, справедливо для электрохимически «гомогенной» поверхности, но также может быть принято для технических металлов (железа, никеля, свинца и Др.), поскольку наблюдалось удовлетворительное совпадение результатов, полученных измерением скорости коррозии непосредственно по убыли массы и расчетом по поляризационным кривым [54]. На рис. 59 реальные поляризационные кривые показаны сплошными линиями. Для практического расчета скорости коррозии в формулу (232) следует подставлять величины сдвигов потенциалов, определенные сечением реальных анодных и катодных поляризационных кривых для произвольно выбранного значения плотности тока гальваностатической поляризации в пределах тафелевских участков. , Из соотношения (229) видно, что изменение стационарного {Потенциала вследствие деформации электрода не является однозначной функцией термодинамического состояния металла (обу-;словливающего анодное поведение) из-за участия катодного про-щесса. Поэтому _выявление взаимосвязи напряженного состояния металла и его электрохимических свойств должно проводиться только в условиях внешней поляризации до значений потенциала, обеспечивающих преимущественное протекание реакции анодного растворения (т. е. в области тафелевского участка анодной поляризационной кривой). Измеренные таким способом значения потенциала при гальваностатической поляризации или плотности тока при потенциостатической поляризации могут использоваться для

где U (х) — вариации локального электродного потенциала вследствие деформации [в частном случае V (х) ?** Аф° (х)].-

Из соотношения (248) следует, что изменение стационарного потенциала вследствие деформации электрода не является однозначной функцией термодинамического состояния металла (обусловливающего анодное поведение) из-за участия катодного процесса.

где U (х) — вариации локального электродного потенциала вследствие деформации [в частном случае U (х) « Аф° (х)}. В самом деле, по определению Е (х) — градиент э. д. с., которая создает ток в трубопроводе и обусловлена возникшей неоднородностью трубопровода вдоль оси х вследствие неоднородной (локальной) деформации. Рассматривая такой деформированный трубопровод как многоэлектродную систему, составленную из последовательности электродов, отличающихся величиной степени деформации, замечаем, что э. д. с. в такой системе складывается из разностей начальных (до замыкания) потенциалов локальных электродов 1. Переходя от суммы дискретных величин к непрерывному распределению, получаем выражение (311). Вид функции Е (х) определяется физико-механическим состоянием металла в каждой точке, выражающимся величиной деформационного изменения стандартного потенциала (см. предыдущие главы).

АБ — анодная поляризационная кривая; ВГ — катодная поляризационная кривая; АД — падение потенциала вследствие анодной поляризации; ДЕ — омическое падение потенциала; ЕВ — падение потенциала вследствие катодной поляризации (обозначения см. в тексте) :

5) изменением ^[-потенциала, вследствие изменения строения двойного электрического слоя при адсорбции ингибитора. -

Пассивность металлов. Состояние относительно высокой коррозионной стойкости, связанной с торможением анодного процесса в определенном интервале значений потенциала вследствие образования на металлической поверхности фазовых или адсорбционных слоев. Возможность перехода металлов в пассивное состояние (пассивация) зависит от природы металлов. Так, например, А1, Сг, №, Ti, W, Mo легко пассивируются, при легировании этими элементами можно увеличить склонность сплавов к пассивации.

Необходимо учитывать, что точное регулирование насыщения углеродом в шахтных печах можно обеспечить только при небольших колебаниях (в пределах не более 3%) содержания окиси углерода в отходящих гаэах при повышенной герметизации камеры печей, что в производственных условиях трудно реализовать. Кроме того, после окончания насыщения в шахтных нечах подетуживание изделий перед закалкой проводится на воздухе или в контролируемой атмосфере без регулирования углеродного потенциала. Вследствие этого снижается концентрация углерода в аустените на глубине 0,05—0,1 мм от поверхности, что приводит к уменьшению закаливаемости слоя и к снижению усталостной прочности на 30—35%.

200..t320 А. Измерение потенциала защищаемой конструкции проводится специальным электродом сравнения. В автоматических схемах он же является датчиком автоматического регулирования выходного напряжения станции защиты.

ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА. Критерий степени защиты, включая и перезащиту, получают с помощью измерения потенциала защищаемой конструкции. Для практики эти измерения наиболее важны, они общеприняты и широко используются специалистами по коррозии. Такой подход основан на фундаментальном положении, что оптимум катодной защиты достигается, когда защищаемая конструкция поляризована до потенциала анодных участков в отсутствие тока. Этот эмпирически установленный потенциал для стали равен —0,85 В по отношению к насыщенному медносульфатному электроду или —0,53 В.

При определённых значениях отрицательного потенциала защищаемой металлической конструкции скорость растворения металла в момент включения анодной станции резко возрастает, а продукты окисления металла образуют сплошную защитную плёнку, перекрывающую всю поверхность, контактирующую с коррозионной средой.

пассивная область защищаемого металла составляет хотя бы 0,1В, но для её осуществления необходимо использование быстродействующей аппаратуры для регулирования электродного потенциала. В настоящее время используются схемы на магнитных усилителях и тиристорах. Номинальный ток тиристоров отечественного производства достигает 200...320 А. Измерения потенциала защищаемой конструкции производятся специальным электродом сравнения. В автоматических схемах он же является датчиком автоматического регулирования выходного напряжения станции защиты.

Использование катодной защиты сопряжено с опасностью так называемой перезащиты. В этом случае вследствие слишком сильного смещения потенциала защищаемой конструкции в отрицательную сторону может резко возрасти скорость выделения водорода. Результатом этого является водородное охрупчивание или коррозионное растрескивание материалов и разрушение защитных покрытий.

Кислородная защита является разновидностью электрохимической защиты, при которой смещение потенциала защищаемой металлоконструкции в положительную сторону осуществляется путем насыщения коррозионной среды кислородом. В результате этого скорость катодного процесса настолько возрастает, что становится возможным перевод стали из активного в пассивное состояние. Поскольку величина критического тока пассивации сплавов Fe-Cr, к которым относятся и стали, существенно зависит от содержания в них хрома, ее эффективность возрастает с увеличением концентрации хрома в сплаве. Кислородная защита применяется при коррозии теплоэнергетического оборудования, эксплуатирующегося в

При определённых значениях отрицательного потенциала защищаемой металлической конструкции скорость растворения металла в момент включения анодной станции резко возрастает, а продукты окисления металла образуют сплошную защитную плёнку, перекрывающую всю поверхность, контактирующую с коррозионной средой.

Чем уже область устойчивого пассивного состояния, тем жестче требования к защитной аппаратуре. Применение анодной защиты возможно, если пассивная область защищаемого металла составляет хотя бы О,IS, но для её осуществления необходимо использование быстродействующей аппаратуры для регулирования электродного потенциала. В настоящее время используются схемы на магнитных усилителях и тиристорах. Номинальный ток тиристоров отечественного производства достигает 200...320 А. Измерения потенциала защищаемой конструкции производятся специальным электродом сравнения. В автоматических схемах он же является датчиком автоматического регулирования выходного напряжения станции защиты.

5 - прибор для измерения потенциала защищаемой

При анодной электрохимической защите металлов контроль потенциала защищаемой конструкции, как правило, является обязательным условием. Эффективность и надежность анодной защиты во многом зависят от способности электрода сравнения поддерживать постоянным свой собственный потенциал при любых условиях и на протяжении всего срока работы системы. Электроды сравнения для систем анодной защиты, как и любые другие электроды сравнения, должны удовлетворять следующим требованиям:

Накопление заряда происходит от регулирующего устройства при смещении потенциала протектора от нижнего до верхнего предела зоны регулирования. Критерием, по которому можно подобрать или рассчитать необходимое для этой цели поляризующее устройство, может служить плотность тока поляризации fa. Эта величина, с одной стороны, должна во много раз превышать плотность защитного тока i3, чтобы обеспечить не только сохранение пассивности, но и смещение потенциала защищаемой поверхности и протектора до верхнего предела зоны регулирования; с другой стороны она не должна быть слишком большой, чтобы не привести к резкому снижению величины накопленного заряда и не вызвать применения чрезмерно s-10'1* Кл/fB-M2) мощных регулирующих уст- '